JP5654359B2 - プラズマエッチング方法、及びプラズマエッチング装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラズマエッチング方法、特に、接着層を介して積層されたシリコン基板に該シリコン基板と接着層とを貫通する貫通孔を形成するプラズマエッチング方法、及び該方法を用いて該貫通孔を形成するプラズマエッチング装置に関する。

従来から、半導体装置に対する小型化の要請に応えるために、回路パターンの微細化や高集積化を可能とする技術の開発が行われてきた。現在では、こうした技術が、半導体装置におけるリーク電流の増加や信号の遅延等の容易には解決し難い課題に直面している。そこで、こうした課題を解決する技術として、単一平面上での微細化によらずに、複数の半導体装置を三次元的に積層する三次元実装技術が着目されている。三次元実装技術の中でも、特に、シリコン基板を貫通する電極（シリコン貫通電極：ＴＳＶ）を用いて半導体装置間を接続する実装技術、いわゆるＴＳＶ技術の研究が鋭意行われている。

ところで、半導体装置を製造する過程において、ＴＳＶを形成することの可能なタイミングは複数存在する。例えば、非特許文献１に記載のように、素子や多層配線の形成された２枚のシリコン基板が接着層を介して接着された積層体に上記ＴＳＶを形成することもできる。図７は、上述した積層体の断面構造の一例を示す断面図である。

図７に示されるように、積層体１００の第１シリコン基板１１０は、接着層１２０を介して第２シリコン基板１３０上に積層されている。第１シリコン基板１１０では、第１シリコン層１１１上に、絶縁材料によって覆われる第１多層配線層１１２が積層され、また、第１多層配線層１１２の表面には、第１電極パッド１１３が露出している。これに対して、第２シリコン基板１３０では、第２シリコン層１１２上に、絶縁材料によって覆われる第２多層配線層１３２が積層され、また、第２多層配線層１３２の内部には、第２電極パッド１３３が形成されている。そして、第１シリコン基板１１０の第１シリコン層１１１と第２シリコン基板１３０の第２多層配線層１３２とが、接着層１２０によって接着されている。こうした積層体１００には、第１多層配線層１１２上に形成されたハードマスク１４０を用いることで、第１電極パッド１１３と第２電極パッド１３３とを接続するＴＳＶ用の凹部１５０が、２点鎖線にて示される位置に形成される。

このような製造方法によれば、２枚のシリコン基板１１０，１３０に跨ってＴＳＶを形成することができるため、それぞれの基板に形成されたＴＳＶ同士の位置を合わせる必要がない。それゆえに、ＴＳＶを介した電気的な接続がより簡単、且つ、信頼性の高いものになる。また、形成されたＴＳＶは、素子形成時のような高温には曝されないことから、ＴＳＶ形成に用いられる電極材料を選択する際の自由度がより高くなる。

IEDM 2009"Ultra Thinning 300-mm Wafer down to 7-μm for 3D Integration on 45-nm Node CMOS using Strained Silicon and Cu/Low-k Interconnects", Y.S.Kim, et al.

ところで、上記凹部１５０は、一般に、プラズマエッチングによって形成される。また、こうしたプラズマエッチングでは、第１シリコン基板１１０に適したエッチャントによ
るエッチングが、シリコン基板の積層方向に進行することで、第１シリコン基板１１０の厚さ方向に延びる凹部１５０が形成される。図８（ａ）〜（ｃ）は、積層体１００の断面構造の一部を示す断面図であって、第１シリコン基板１１０と接着層１２０とに凹部１５０が形成される過程を示す。

図８（ａ）に示されるように、第１シリコン基板１１に形成された凹部１５０の底面１５０ａが接着層１２０と第１シリコン層１１１との境界１２０ａに到達すると、凹部１５０内に侵入した正電荷を帯びたエッチャント１６０が、境界１２０ａに衝突し始める。接着層１２０は、上記エッチャント１６０によってはエッチングされにくいことから、境界１２０ａに対する正イオンの衝突は、第１シリコン基板１１０への凹部１５０の形成が完了するまで継続する。その結果、接着層１２０の表面には、エッチャント１６０の正電荷が蓄積し続けることになる。このような状態から、図８（ｂ）に示されるように、接着層１２０のエッチングが行われると、エッチャント１６０の進行方向は、接着層１２０の表面に蓄積された正電荷によって積層方向から逸れることになる。そのため、接着層１２０のエッチングは、シリコン基板の積層方向ではなく、接着層１２０の表面に沿った方向に進行し、いわゆるサイドエッチング１２０ｅが生じてしまう。そして、図８（ｃ）に示されるように、凹部１５０の底面１５０ａが、接着層１２０と第２多層配線層１３２との境界１３２ａに到達するときには、図８（ｂ）に示されるよりも、さらに接着層１２０の表面に沿った方向にサイドエッチング１２０ｅが進行した状態となってしまう。それゆえに、上述のように微細化された半導体装置では、境界１２０ａの方向に凹部１５０が広がる結果、凹部１５０内の全体にわたってＴＳＶを形成することが困難となり、ＴＳＶの電気的特性や機械的特性が十分に得られ難いものとなっている。

この発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリコン基板に挟まれた接着層をエッチングする際に、シリコン基板の積層方向へエッチングを進みやすくすることのできるプラズマエッチング方法、及びプラズマエッチング装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及び作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、有機シリコン酸化物からなる接着層が第１シリコン基板と第２シリコン基板とに挟まれたかたちの積層体を真空槽に搬入し、該積層体に対し、前記第１シリコン基板と前記接着層とを貫通して前記積層体の積層方向に延びる貫通孔を形成するプラズマエッチング方法であって、第１ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記積層方向に延びる第１孔を前記第１シリコン基板に形成する第１エッチング工程と、第２ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記第１孔から前記積層方向に延びる第２孔を前記接着層に形成する第２エッチング工程とを備え、前記第１ガスには、前記第１孔の内面を保護するための第１保護ガスが含まれ、前記第２ガスには、前記第２孔の内面を保護するための第２保護ガスが含まれ、前記第１エッチング工程と前記第２エッチング工程との間には、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界をエッチングする中間工程がさらに備えられ、前記第１シリコン基板に形成される前記第１孔の底面から前記接着層が露出する前に、前記中間工程を開始することを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、有機シリコン酸化物からなる接着層が第１シリコン基板と第２シリコン基板とに挟まれたかたちの積層体を収容する真空槽と、前記真空槽に第１ガス及び第２ガスを供給するガス供給部と、前記真空槽に供給されたガスで前記真空槽内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記ガス供給部、及び前記プラズマ生成部の動作を制御する制御部と、前記第１孔の底面における前記接着層の露出の度合いを前記真空槽内の光に基づいて検出する検出部と、を備え、前記制御部は、前記第１ガスを用いたプラズマにより前記積層方向に延びる第１孔を前記第１シリコン基板に形成する第１エッチング工程と、前記第２ガスを用いたプラズマにより前記第１孔から前記積層方向に延びる第２孔を前記接着層に形成する第２エッチング工程とを順に実行し、前記第１孔の内面を保護するための第１保護ガスを前記第１ガスに含め、前記第２孔の内面を保護するための第２保護ガスを前記第２ガスに含め、前記第１エッチング工程と前記第２エッチング工程との間に、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成させて、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界をエッチングする境界エッチング工程をさらに実行し、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１シリコン基板に形成される前記第１孔の底面から前記接着層が露出する前に、前記中間工程を開始するプラズマエッチング装置を要旨とする。

上記方法及び構成では、第１ガスのプラズマによって第１シリコン基板に第１孔を形成した後に、中間工程が実施され、その後、第２ガスのプラズマによって接着層に第２孔が形成される。そして、中間工程では、第１保護ガスが含まれる第１ガスと第２保護ガスが含まれる第２ガスとの混合ガスによって、第１シリコン基板と接着層との境界がエッチングされ、これにより第１孔と第２孔とをつなぐ連結孔が形成される。そのため、第１シリコン基板の貫通によって接着層がプラズマに曝されるときには、第２ガスのプラズマ化によって生成されたエッチャントによって接着層に孔が形成され始めるとともに、混合ガスに含まれる第２保護ガスによって、その孔の内面が保護されることとなる。それゆえに、中間工程では、第１ガスのプラズマに含まれるエッチャントの電荷が上記境界に蓄積しにくくなる結果、接着層に形成される孔の内面に向けてエッチャントの軌道が曲げられることを抑制できる。また、接着層に形成される孔の内面に向けてエッチャントの軌道が曲げられるとしても、接着層に形成される孔の内面は、第２保護ガスの作用によって保護される。それゆえに、接着層が、上記積層体の積層方向とは垂直な方向にエッチングされること、言い換えれば、接着層にサイドエッチングが生じることを抑制できる。

加えて、同方法及び構成では、シリコン基板のエッチングと接着層のエッチングとによる第１孔、連結孔、及び第２孔の形成が、単一の真空槽でできるようになる。これにより、シリコン基板のエッチングと接着層のエッチングとが、別々の真空槽で行われる方法と比較して、これら孔の形成に必要な真空槽の数を減らすことができる。

また、上記方法及び構成では、第１シリコン基板を介して接着層に到達する孔を形成するときに、第１孔の底面から接着層が露出する前に、中間工程を開始するようにしている。そのため、第１孔の底面から接着層が露出し始めると、混合ガスのプラズマ中に含まれるエッチャントが、露出部分から順に接着層をエッチングするとともに、同プラズマ中に含まれる第２保護ガスが、該接着層に形成された孔の内面を保護する。それゆえに、第１シリコン基板のエッチャント由来の電荷が、より上記境界に蓄積しにくくなるとともに、接着層に形成される孔の内面が、より確実に保護されるようになる。したがって、接着層でのサイドエッチングがより抑えられるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプラズマエッチング方法において、前記第１孔の底面の全てが、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界を越えた後に、前記中間工程を終了することをその要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のプラズマエッチング装置において、前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１孔の底面の全てが、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界を越えた後に、前記中間工程を終了することを要旨とする。

上記方法及び構成では、第１シリコン基板を介して接着層に到達する第１孔を形成するときに、第１孔の底面が、第１シリコン基板と接着層とによって形成される境界を越えた後に中間工程を終了するようにしている。そのため、第１シリコン基板のエッチャントによる電荷が、より上記境界に蓄積しにくくなる。それゆえに、接着層でのサイドエッチングがより抑えられるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のプラズマエッチング方法において、前記第１エッチング工程、前記第２エッチング工程、及び前記中間工程では、前記真空槽内に形成した磁気中性線を用いてプラズマを生成することを要旨とする。

上記方法では、真空槽内に形成した磁気中性線を用いてプラズマを生成するため、真空槽内の圧力がより低い状態で、密度の高いプラズマを形成することができる。それゆえに、各エッチャントが、真空槽内の粒子と衝突する確立を低下させることができることから、エッチングの効率を保ちつつ、プラズマ中に含まれるエッチャントの軌道を垂直に保ちやすくすることができる。これにより、接着層におけるサイドエッチングが抑えられやすくなるとともに、シリコン基板のエッチング時にもサイドエッチングが抑えられるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法において、前記第１シリコン基板は、前記接着層に接するシリコン層を備え、前記第１ガスは、第１保護ガスとして、酸素ガス及び臭化水素ガスを含み、前記第２ガスは、第２保護ガスとして、酸素ガス及び窒素ガスを含むことを要旨とする。

上記方法では、第１シリコン基板が、接着層に接するシリコン層を備えるとともに、第１ガスが、第１保護ガスとして、酸素ガス及び臭化水素ガスを含み、第２ガスが、第２保護ガスとして、酸素ガス及び窒素ガスを含むようにしている。そのため、シリコン層に形成される第１孔の内壁と、接着層に形成される第２孔の内壁とが、保護ガスとの反応によって形成される保護膜によって保護されつつ、第１孔及び第２孔の底面のエッチングが進行するようになる。それゆえに、シリコン層と接着層との境界がエッチングされるときに、接着層でのサイドエッチングが生じにくくなる。

本発明の一実施形態におけるプラズマエッチング装置の概略構成を示す図。 本発明の一実施形態におけるプラズマエッチング方法の処理手順を示すフローチャート。 マスク用ガス、多層配線層用ガス、シリコン層用ガス、及び接着層用ガスの供給態様を示すタイミングチャート。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本実施形態のプラズマエッチング方法を用いて凹部を形成したときの積層体の一部断面構造を経時的に示す図。 実施例のプラズマエッチング方法を用いて凹部を形成した積層体の断面構造を示す図。 比較例のプラズマエッチング方法を用いて凹部を形成した積層体の断面構造を示す図。 ２つのシリコン基板が接着層を介して接着された積層体の断面構造を示す図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）従来のプラズマエッチング方法を用いて凹部を形成したときの積層体の一部断面構造を経時的に示す図。

以下、本発明の一実施形態におけるプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示されるように、プラズマエッチング装置は、上面が開口した真空槽１１と、該真空槽１１の上面を塞ぐ石英窓１２とによって形成された空間に、上記積層体１００と同一の多層構造をなした積層体３０を載置する基板ステージ１３が内蔵されている。基板ステージ１３では、第１シリコン基板が第２シリコン基板よりも上に配置されるように積層体３０が載置される。この基板ステージ１３には、コンデンサ１４を介して積層体３０に高周波電圧を印加するバイアス用高周波電源１５が接続されている。

バイアス用高周波電源１５から基板ステージ１３に、例えば２ＭＨｚの高周波電圧が印加されると、真空槽１１内の電子が積層体３０の上面に衝突することで、積層体３０に負のバイアス電圧が印加されるようになる。

また、真空槽１１には、アルゴン（Ａｒ）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ１、八フッ化シクロブタン（Ｃ_４Ｆ_８）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ２、及び酸素（Ｏ_２）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ３が接続されている。加えて、真空槽１１には、窒素（Ｎ_２）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ４、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ５、及び臭化水素（ＨＢｒ）ガスを供給するマスフローコントローラＭＦＣ６が接続されている。さらに、真空槽１１には、真空槽１１内を排気する排気ポンプ１６が接続されているとともに、真空槽１１と排気ポンプ１６との間には、真空槽１１内の圧力を測定する圧力計１７が接続されている。

上記各種マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６が、所定流量のガスを真空槽１１に供給するとともに、排気ポンプ１６が、所定流量で真空槽１１内を排気することによって、真空槽１１内の圧力が所定の圧力とされる。なお、ガス供給部は、上記マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６によって構成される。

上記石英窓１２の外表面には、基板ステージ１３の上方に位置するように高周波アンテナ２１が配設されている。高周波アンテナ２１は、石英窓１２の中心から外周に向かう渦巻き状をなすように三回巻き回された上段アンテナ２１ａと、該上段アンテナ２１ａと同一形状の下段アンテナ２１ｂとを上下に重ねたものである。上段アンテナ２１ａの中心側の端部である入力部２１ｃには、入力側可変コンデンサ２２と整合器２３とを介してアンテナ用高周波電源２４が接続されている。また、同上段アンテナ２１ａの外周側の端部である出力部２１ｄには、出力側可変コンデンサ２５が接続されている。

アンテナ用高周波電源２４は、高周波アンテナ２１に例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することで、真空槽１１内に供給されたガスのプラズマを生成する。このとき、整合器２３は、アンテナ用高周波電源２４の出力インピーダンスと、真空槽１１を含む負荷の入力インピーダンスとを整合させる。また、プラズマが生成されるときには、出力側可変コンデンサ２５が、高周波アンテナ２１の全体にて、真空槽１１内のプラズマとの誘導結合性を略均一にする。そのため、石英窓１２の下面の全体では、プラズマの密度が略均一となる。それゆえに、エッチング時に石英窓１２の下面に付着する反応生成物が、該石英窓１２の下面の全体にわたりプラズマ中の粒子によってスパッタされるようになる。つまり、上記反応生成物は、石英窓１２の下面全体において略均一に除去されるように
なる。他方、入力側可変コンデンサ２２は、上記出力側可変コンデンサ２５を含めた負荷の入力インピーダンスと、アンテナ用高周波電源２４の出力インピーダンスとを整合させる。なお、入力側可変コンデンサ２２の静電容量と出力側可変コンデンサ２５の静電容量とは、例えば１０ｐＦ〜１００ｐＦの範囲で変更することができる。

上記石英窓１２の外周には、上段コイル２６ａ、中段コイル２６ｂ、及び下段コイル２６ｃを備える磁場コイル２６が、該石英窓１２を囲み、且つ中段コイル２６ｂと石英窓１２とが同一平面上に位置するように配設されている。磁場コイル２６の有する各コイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、これらコイル２６ａ，２６ｂ，２６ｃの各々に対応する電流供給部２７が接続されている。より詳細には、上段コイル２６ａに上段電流供給部２７ａが接続され、また、中段コイル２６ｂに中段電流供給部２７ｂが接続され、また、下段コイル２６ｃに下段電流供給部２７ｃが接続されている。そして、上段電流供給部２７ａ及び下段電流供給部２７ｃが、各々の接続されたコイルに対して同じ向きの電流を供給するとともに、中段電流供給部２７ｂが中段コイル２６ｂに逆向きの電流が供給することで、石英窓１２と基板ステージ１３との間に磁気中性線が形成される。

なお、プラズマ生成部は、上記高周波アンテナ２１、整合器２３、アンテナ用高周波電源２４、磁場コイル２６、及び電流供給部２７によって構成される。
プラズマエッチング装置は、上記マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６、バイアス用高周波電源１５、排気ポンプ１６、アンテナ用高周波電源２４、及び電流供給部２７の動作を制御する制御部２８を備えている。制御部２８の入力インターフェース２８ａには、上記圧力計１７が接続されている。また、制御部２８の出力インターフェース２８ｂには、マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６、バイアス用高周波電源１５、排気ポンプ１６、アンテナ用高周波電源２４、及び電流供給部２７が接続されている。そして、制御部２８は、上記積層体３０のエッチング時に用いられるガスとその流量、真空槽１１内の圧力、及び各高周波電源１５，２４からの供給電圧値等のエッチング時の各種条件に関する情報が記憶された記憶部２８ｃを有している。

制御部２８は、積層体３０のエッチング時に、圧力計１７から入力される情報、及び記憶部２８ｃに記憶された情報に応じてマスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６及び排気ポンプ１６の動作を制御して、真空槽１１内を所定の圧力とする。また、制御部２８は、記憶部２８ｃに記憶された情報に応じて、マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６、アンテナ用高周波電源２４、及び電流供給部２７の動作を制御して、真空槽１１内に所定ガスのプラズマを生成する。

こうしたプラズマエッチング装置を用いたエッチングでは、まず、排気ポンプ１６によって真空槽１１内が排気され、続いて、真空槽１１内に搬送された積層体３０が基板ステージ１３上に配置される。そして、積層体３０のうちでエッチング対象となる層にあわせて、上記各マスフローコントローラＭＦＣ１〜ＭＦＣ６から各種ガスが供給された後、アンテナ用高周波電源２４から高周波アンテナ２１に高周波電圧が印加されることによって、真空槽１１内にプラズマが生成される。このとき、電流供給部２７から磁場コイル２６に電力が供給されて、真空槽１１内に磁気中性線が形成される。次いで、バイアス用高周波電源１５から基板ステージ１３に高周波電圧が印加されると、積層体３０に形成されたハードマスクに応じて、積層体３０がその積層方向にエッチングされる。

積層体３０は、上述のように、第１シリコン層に第１多層配線層を積層した第１シリコン基板と、第２シリコン層に第２多層配線層を積層した第２シリコンとを有している。そして、第１シリコン基板の第１シリコン層と、第２シリコン基板の第２多層配線層とが、接着層を介して対向するように接着されている。そのため、第１シリコン層と接着層とを貫通して第２多層配線層に到達する凹部を第１多層配線層上に形成されたハードマスクを
用いたエッチングによって形成すると、第１シリコン層と接着層との境界において、接着層にサイドエッチングが生じてしまう。

そこで、本実施形態では、第１シリコン層と接着層との境界をエッチングする際に、第１シリコン層用のエッチングガスと接着層用のエッチングガスとの混合ガスを用いたエッチングを行うようにしている。

以下、上記制御部２８が、上記ガス供給部及びプラズマ生成部の動作を制御することでプラズマエッチング装置に実施させるプラズマエッチング方法について、図２〜図４を参照して説明する。

まず、図２に示されるように、上記プラズマエッチング方法では、第１シリコン基板上に形成されたハードマスクをエッチングするマスクエッチング工程（ステップＳ１）が実施される。積層体３０に形成されるハードマスクは、例えばシリコン窒化物によって形成される。ハードマスクは、マスフローコントローラＭＦＣ１からのＡｒガス、マスフローコントローラＭＦＣ２からのＣ_４Ｆ_８ガス、及びマスフローコントローラＭＦＣ３からのＯ_２ガスからなるマスク用ガスのプラズマを用いてエッチングされる。

ハードマスクのエッチングが終了すると、第１多層配線層エッチング工程（ステップＳ２）が実施される。第１多層配線層は、低誘電率材料、例えばメチル基を含有するシリコン酸化膜等のケイ素、酸素、炭素、及び水素を含む材料（ＳｉＯＣＨ材）で形成された複数の層間絶縁層の積層体であって、互いに重なる層間絶縁層の間には、金属多層配線層が挟入されている。なお、第１多層配線層におけるエッチングの対象は、金属多層配線層以外の領域、すなわち複数の層間絶縁層である。第１多層配線層は、マスフローコントローラＭＦＣ１からのＡｒガス、マスフローコントローラＭＦＣ２からのＣ_４Ｆ_８ガス、マスフローコントローラＭＦＣ３からのＯ_２ガス、及びマスフローコントローラＭＦＣ４からのＮ_２ガスからなる多層配線層用ガスのプラズマを用いてエッチングされる。

第１多層配線層のエッチングが終了すると、第１エッチング工程としての第１シリコン層エッチング工程（ステップＳ３）が実施される。第１シリコン層は、マスフローコントローラＭＦＣ５からのＳＦ_６ガス、マスフローコントローラＭＦＣ６からのＨＢｒガス、及びマスフローコントローラＭＦＣ３からのＯ_２ガスからなる第１ガスとしてのシリコン層用ガスのプラズマを用いてエッチングされる。シリコン層用ガスは、第１保護ガスとしてのＨＢｒガスとＯ_２ガスとを含んでいる。これらガスは、シリコン層に形成された第１孔としての凹部の内面に、上記プラズマ中のエッチャントによってエッチングされにくい保護膜を形成する。

そして、第１シリコン層のエッチングが、接着層との境界付近まで進行すると、中間工程としての境界エッチング工程（ステップＳ４）が実施される。境界エッチング工程は、上記シリコン層用ガスと、第１シリコン層の下層である接着層のエッチングに用いられる第２ガスとしての接着層用ガスとの混合ガスによって上記境界をエッチングする。接着層用ガスは、マスフローコントローラＭＦＣ５からのＳＦ_６ガス、マスフローコントローラＭＦＣ３からのＯ_２ガス、及びマスフローコントローラＭＦＣ４からのＮ_２ガスからなる。接着層用ガスは、第２保護ガスとしてのとしてのＯ_２ガスとＮ_２ガスとを含んでいる。

エッチングにより形成された凹部の底面が上記境界を越えると、第２エッチング工程としての接着層エッチング工程（ステップＳ５）が実施される。接着層は、例えばビスベンゾシクロブテン系の樹脂であるＣＹＣＬＯＴＥＮＥ／サイクロテン（ダウケミカル社製、登録商標）から形成される層である。接着層は、接着の対象となる第１シリコン層や第２多層配線層と類似した化学的な性質を有する一方、これら第１シリコン層や第２多層配線
層と比較して機械的な強度や硬さが低いものである。そのため、接着層におけるエッチングでは、通常、第１シリコン層や第２多層配線層におけるエッチングと比較してサイドエッチングが生じやすい。例えば、多層配線層と接着層とが共にサイクロテンから形成されるとしても、同サイクロテンに対して施される硬化処理が互いに異なるため、結局のところ、接着層は、多層配線層やシリコン層よりもサイドエッチングされやすいものである。それゆえに、こうした接着層は、多層配線層用ガスとは異なる上記接着層用ガスのプラズマによってエッチングされる。このとき、接着層用ガスに含まれる第２保護ガスが、接着層の形成材料と反応して接着層に形成された第２孔としての凹部の内面に、上記プラズマ中のエッチャントによってエッチングされにくい保護膜を形成する。

接着層のエッチングが終了すると、第２シリコン基板の有する第２多層配線層をエッチングする第２多層配線層エッチング工程（ステップＳ６）が実施される。第２多層配線層は、上記第１多層配線層と同一の構成であって、そのエッチングの対象もまた、第１多層配線層と同じく、複数の層間絶縁層である。そのため、第２多層配線層は、上記多層配線層用ガスのプラズマによってエッチングされる。そして、第２多層配線層に形成された凹部の底面が、第２多層配線層中に形成された第２電極パッドの表面に達すると、第２多層配線層エッチング工程が終了する。

なお、上記各種プラズマが生成されるときには、磁気中性線が、上記電流供給部２７と磁場コイル２６とによって真空槽１１内に形成されている。そのため、真空槽内の圧力がより低い状態で、密度の高いプラズマを形成することができる。それゆえに、各エッチャントが、真空槽１１内の粒子と衝突する確立を低下させることができることから、エッチングの効率を保ちつつ、プラズマ中に含まれるエッチャントの軌道を垂直に保ちやすくすることができる。これにより、上述した保護膜の形成による作用に加えて、接着層におけるサイドエッチングが、さらに抑えられやすくなるとともに、第１シリコン層等のエッチング時にも、さらにサイドエッチングが抑えられるようになる。

その後、銅等の金属が、スパッタ法やＣＶＤ法といった公知の成膜方法によって積層体３０に形成された凹部に埋め込まれることで、第１シリコン層と接着層とを貫通して第２多層配線層中の第２電極パッドにまで繋がるシリコン貫通電極（ＴＳＶ）が形成される。

このように、上記プラズマエッチング方法では、ハードマスク、第１多層配線層、第１シリコン層、接着層、及び第２多層配線層に跨る凹部の形成が、単一の真空槽１１でできるようになる。これにより、各層に対するエッチングが、別々の真空槽で行われる方法と比較して、凹部の形成に必要な真空槽の数を減らすことができる。

上記各種ガスの供給態様について、図３を参照して詳述する。図３に示されるように、積層体３０へのエッチングが開始されると、マスク用ガスの供給が開始される（タイミングＴ１）。ハードマスクのエッチングが終了すると、マスク用ガスの供給が停止されるとともに、ハードマスクの下層である第１多層配線層のエッチングガスである多層配線層用ガスの供給が開始される（タイミングＴ２）。第１多層配線層のエッチングが終了すると、多層配線層用ガスの供給が停止されるとともに、第１多層配線層の下層である第１シリコン層のエッチングガスであるシリコン層用ガスの供給が開始される（タイミングＴ３）。そして、第１シリコン層のエッチングが終了する前に、シリコン用ガスの供給が維持された状態で、接着層用ガスの供給が開始される（タイミングＴ４）。第１シリコン基板と接着層との境界を超えて接着層がエッチングされると、接着層用ガスの供給が維持された状態で、シリコン用ガスの供給が停止される（タイミングＴ５）。接着層のエッチングが終了すると、接着層用ガスの供給が停止されるとともに、接着層の下層である第２多層配線層のエッチングガスとして再び多層配線層用ガスの供給が開始される（タイミングＴ６）。第２多層配線層のエッチングが進み、凹部の底面が上記第２電極パッドの表面に到達
すると、多層配線層用ガスの供給が停止される（タイミングＴ７）。

なお、上記各タイミングのうち、タイミングＴ１からタイミングＴ２までの間が、上記マスクエッチング工程（ステップＳ１）に、タイミングＴ２からタイミングＴ３までの間が、上記第１多層配線層エッチング工程（ステップＳ２）に、タイミングＴ３からタイミングＴ４までの間が第１シリコン層エッチング工程（ステップＳ３）にそれぞれ相当する。そして、タイミングＴ４からタイミングＴ５までの間が、上記境界エッチング工程に（ステップＳ４）、タイミングＴ５からタイミングＴ６までの間が、上記接着層エッチング工程に（ステップＳ５）、タイミングＴ６からタイミングＴ７までの間が、上記第２多層配線層エッチング工程（ステップＳ６）にそれぞれ相当する。また、上記各工程の開始タイミングから終了タイミングまでの時間は、予め測定された上記各層のエッチングに要する時間に基づいて設定されている。

上記プラズマエッチング方法、特に第１シリコン層エッチング工程、境界エッチング工程、及び接着層エッチング工程によって形成される凹部の断面構造を、図４を参照して説明する。

図４（ａ）に示されるように、第１シリコンエッチング工程では、マスクエッチング工程及び第１多層配線層エッチング工程を通じて、第１シリコン基板３１のハードマスク３４及び第１多層配線層３１ｂに形成された凹部３５が、第１シリコン層３１ａの厚さ方向に形成される。これにより、凹部３５の底面３５ａが、第１シリコン基板３１と接着層３２との境界３２ａを露出させない深さにまで進行する。このとき、シリコン層用ガスに含まれる上記第１保護ガスによって、凹部３５の内面が保護されることから、エッチャント４０による凹部の形成は、積層体３０の積層方向に進行しやすくなる。

そして、凹部３５の底面３５ａが境界３２ａに到達する前に、境界エッチング工程が開始される。これにより、凹部３５の底面３５ａから上記境界３２ａが露出し始めたときから、真空槽１１内のプラズマには、接着層３２のエッチャント４０が含まれていることになる。つまり、境界３２ａにエッチャント４０が衝突し始めたときから、該境界３２ａのエッチングが開始されるため、境界３２ａにはエッチャント４０からの正電荷が蓄積しにくくなる。また、境界エッチング工程に用いられる上記混合ガスには、第１シリコン層３１ａに形成された凹部３５の内面を保護する第１ガスと、接着層３２に形成された凹部３５の内面を保護する第２ガスとが含まれている。保護膜を形成するためには、エッチャントのエッチングによって生成される揮発性の生成物とこれら第１ガスや第２ガスとの衝突が必要とされる。上述のような方法によれば、凹部３５の底面３５ａに接着層が露出する前に、該凹部３５の内部に混合ガスが充填されることとなる。それゆえに、凹部３５の内部に混合ガスが充填されている分、接着層３２の内面に対する保護膜の形成が早められることとなる。

このように、上記境界３２ａのエッチング時には、エッチャント４０の軌道が、凹部３５の内面側に向けて曲げられることが抑えられるとともに、第１シリコン層３１ａ及び接着層３２に形成された凹部３５の内面が保護膜によって保護される。それゆえに、図４（ｂ）に示されるように、上記境界３２ａでの接着層３２におけるサイドエッチングが生じにくくなる。

同図４（ｂ）に示されるように、凹部３５の底面３５ａの全てが、境界３２ａを超えて接着層３２中に進行すると、境界エッチング工程から接着層エッチング工程への切り替えが行われる。接着層３２のエッチングにより、図４（ｃ）に示されるように、凹部３５の底面３５ａが、接着層３２と第２シリコン基板３３の第２多層配線層３３ｂとの境界３３ｄに一致すると、接着層エッチング工程から第２多層配線層エッチング工程への切り替え
が行われる。そして、凹部３５の底面３５ａが、第２電極パッド３３ｃの表面にまで達すると、第２多層配線層エッチング工程が終了されることで、積層体３０に凹部３５を形成するためのプラズマエッチングが完了する。
［実施例］
下記形成材料及び厚さの各層を有する積層体に対して、第１電極パッドと第２電極パッドとを接続するＴＳＶ用の凹部を形成した。なお、ハードマスクに形成される孔の直径を１０μｍとした。
・ハードマスク（ＳｉＮ） ０５μｍ
・第１多層配線層におけるエッチング対象（ＳｉＯ_２） ０．５μｍ
・第１シリコン層（単結晶シリコン） １０μｍ
・接着層（シロキサン樹脂） ５μｍ
・第２多層配線層におけるエッチング対象（ＳｉＯ_２） １．０μｍ
・第２シリコン層（単結晶シリコン） １０μｍ
［実施例１］
図５に示されるように、第１シリコン層３１ａと第１多層配線層３１ｂとからなる第１シリコン基板３１が、第２シリコン層３３ａと第２多層配線層３３ｂとからなる第２シリコン基板３３に接着層３２を介して接着された積層体３０に、凹部３５を形成した。該凹部３５を形成するために、上記マスクエッチング工程、第１多層配線層エッチング工程、第１シリコン層エッチング工程、境界エッチング工程、及び第２多層配線層エッチング工程を以下の条件で実施した。
○マスクエッチング工程
・真空槽内の圧力 ０．６７Ｐａ
・Ａｒ／Ｃ_４Ｆ_８／Ｏ_２ガスの流量 １８０／２０／１０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源からの供給電力 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源からの供給電力 ４００Ｗ
○第１多層配線層エッチング工程
・真空槽内の圧力 ２Ｐａ
・Ａｒ／Ｃ_４Ｆ_８／Ｏ_２ガスの流量 １８０／２０／１０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源からの供給電力 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源からの供給電力 ４００Ｗ
○第１シリコン層エッチング工程
・真空槽内の圧力 ６．６５Ｐａ
・ＳＦ_６／Ｏ_２／ＨＢｒガスの流量 １５０／５５／０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源からの供給電力 １０００Ｗ
・バイアス用高周波電源からの供給電力 ５０Ｗ
○境界エッチング工程
・真空槽内の圧力 １．５Ｐａ
・ＳＦ_６／Ｏ_２／ＨＢｒ／Ｎ_２ガスの流量 ３０／２００／８５ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源からの供給電力 ２０００Ｗ
・バイアス用高周波電源からの供給電力 ３００Ｗ
○接着層エッチング工程
・真空槽内の圧力 １．５Ｐａ
・ＳＦ_６／Ｏ_２／Ｎ_２ガスの流量 ３０／２００／８５ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源からの供給電力 ２０００Ｗ
・バイアス用高周波電源からの供給電力 ３００Ｗ
○第２多層配線層エッチング工程
・上記第１多層配線層と同条件
同図５に示されるように、上記工程を実施することによって、ハードマスク３４、第１多層配線層３１ｂ、第１シリコン層３１ａ、及び接着層３２を貫通して、第２多層配線層３３ｂ中の第２電極パッド３３ｃの表面に達する凹部３５が、積層体３０に形成された。
凹部３５は、該凹部３５の形成された全ての層において、積層体３０の積層方向に平行な形状であった。
［比較例１］
図６に示されるように、第１シリコン層５１ａと第１多層配線層５１ｂとからなる第１シリコン基板５１が、第２シリコン層５３ａと第２多層配線層５３ｂとからなる第２シリコン基板５３に接着層５２を介して接着された積層体５０に、凹部５５を形成した。該凹部５５を形成するために、上記実施例１の工程から境界エッチング工程を除いた工程を上記実施例１と同様の条件で実施した。

同図６に示されるように、上記工程を実施することによって、ハードマスク５４、第１多層配線層５１ｂ、第１シリコン層５１ａ、及び接着層５２を貫通して、第２多層配線層５３ｂ中の第２電極パッド５３ｃに達する凹部５５が、積層体５０に形成された。凹部５５は、接着層５２以外の層において、積層体５０の積層方向に沿った形状であった。これに対し、該凹部５５は、第１シリコン層５１ａと接着層５２との境界５２ａにおいて生じたサイドエッチング５２ｅのために、接着層５２において、積層体５０の積層方向とは垂直な方向に延びる形状であった。

以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）第１ガスのプラズマによって第１シリコン層３１ａに凹部３５を形成した後に、中間工程が実施され、その後、第２ガスのプラズマによって接着層３２に凹部３５が形成されるようにした。そして、中間工程では、第１保護ガスが含まれる第１ガスと第２保護ガスが含まれる第２ガスとの混合ガスによって、第１シリコン層３１ａと接着層３２の境界３２ａがエッチングされるようにした。

そのため、第１シリコン層３１ａの貫通によって接着層３２がプラズマに曝されるときには、第２ガスから生成されたエッチャント４０によって接着層３２に凹部３５が形成され始めるとともに、混合ガスに含まれる第２保護ガスによって、凹部３５の内面が保護されることとなる。それゆえに、中間工程では、第１ガスのプラズマに含まれるエッチャント４０の電荷が上記境界３２ａに蓄積しにくくなる結果、接着層３２に形成される凹部３５の内面に向けてエッチャント４０の軌道が曲げられることを抑制できる。また、接着層３２に形成される凹部３５の内面に向けてエッチャント４０の軌道が曲げられるとしても、接着層３２に形成される凹部３５の内面は、第２保護ガスの作用によって保護される。それゆえに、接着層３２が、上記積層体３０の積層方向とは垂直な方向にエッチングされること、言い換えれば、接着層３２においてサイドエッチングが生じることを抑制できる。

（２）また、上記実施形態では、ハードマスク３４、第１多層配線層３１ｂ、第１シリコン層３１ａ、接着層３２、及び第２多層配線層３３ｂのエッチングによる凹部３５の形成を、単一の真空槽１１でできるようになる。これにより、これら各層のエッチングを別々の真空槽で行われる方法及び装置と比較して、上記凹部３５の形成に必要な真空槽の数を減らすことができる。

（３）第１シリコン層３１ａを介して接着層３２に到達する凹部３５を形成するときに、凹部３５の底面３５ａから接着層３２が露出する前に、中間工程を開始するようにしている。そのため、凹部３５の底面３５ａから接着層３２が露出し始めると、混合ガスのプラズマ中に含まれるエッチャントが、露出部分から順に接着層３２をエッチングするとともに、同プラズマ中に含まれる第２保護ガスが、該接着層３２に形成された凹部３５の内面を保護する。それゆえに、第１シリコン層３１ａのエッチャントによる電荷が、より上記境界３２ａに蓄積しにくくなるとともに、接着層３２に形成される凹部３５の内面が、
より確実に保護されるようになる。したがって、接着層３２でのサイドエッチングがより抑えられるようになる。

（４）第１シリコン基板３１を介して接着層３２に到達する凹部３５を形成するときに、凹部３５の底面３５ａが、第１シリコン基板３１と接着層３２とによって形成される境界３２ａを越えた後に中間工程を終了するようにしている。そのため、第１シリコン基板３１のエッチャント４０由来の電荷が、より上記境界３２ａに蓄積しにくくなる。それゆえに、接着層３２でのサイドエッチングがより抑えられるようになる。

（５）真空槽１１内に形成した磁気中性線を用いて各エッチングガスのプラズマを生成するようにした。これにより、真空槽１１内の圧力がより低い状態で、密度の高いプラズマを形成することができる。そのため、各エッチャントが、真空槽１１内の粒子と衝突する確立を低下させることができることから、エッチングの効率を保ちつつ、プラズマ中に含まれるエッチャントの軌道を垂直に保ちやすくすることができる。それゆえに、接着層３２におけるサイドエッチングが抑えられやすくなるとともに、第１シリコン層３１ａのエッチング時にもサイドエッチングが抑えられるようになる。

（６）第１シリコン基板３１が、接着層３２に接する第１シリコン層３１ａを備えるようにした。そして、第１ガスが、第１保護ガスとして、酸素ガス及び臭化水素ガスを含み、第２ガスが、第２保護ガスとして、酸素ガス及び窒素ガスを含むようにした。そのため、第１シリコン層３１ａに形成される凹部３５の内壁と、接着層３２に形成される凹部３５の内壁とが、上記各保護ガスとの反応によって形成される保護膜によって保護されつつ、凹部３５の底面のエッチングが進行するようになる。それゆえに、第１シリコン層３１ａと接着層３２との境界３２ａがエッチングされるときに、接着層３２でのサイドエッチングが生じにくくなる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・上記Ｃ_４Ｆ_８ガスに代えて、他のＣＦ系ガスを用いるようにしてもよい。
・上記マスク用ガスにＮ_２ガスを添加するようにしてもよい。

・上記Ｎ_２ガスに限らず、他の窒素を含有するガス、例えばＮＯ_Ｘガス、ＮＨ_３ガス、ＣＮガス、及びＣＨＮ系ガス等を用いるようにしてもよい。
・上記ハードマスクの形成材料は、シリコン窒化物に限らず、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）や、シリコン酸フッ化物（ＳｉＯＦ）等であってもよい。

・上記第１多層配線層及び第２多層配線層における層間絶縁層は、ポリイミド系膜のような有機膜によって形成するようにしてもよい。その場合、多層配線層用ガスとしてＮ_２とＨ_２とからなるガスを用いるようにすればよい。また、層間絶縁層は、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）によって形成するようにしてもよい。この場合、ハードマスクは、シリコン窒化物等の材料で形成することが好ましい。

・上記シリコン層用ガス、及び接着層用ガスに含まれるＳＦ_６ガスに代えて、他のフッ素を含有ガス、例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）ガスを用いるようにしてもよい。
・第１多層配線層と第２多層配線層とは、同一の材料で形成しなくともよい。

・上記各工程を継続する時間は、予め測定されたエッチングの所要時間に基づいて設定し、該時間が経過したときに工程間の切り替えを行うようにした。これに限らず、例えば発光分光分析装置等、凹部３５の底面３５ａにおける接着層３２の露出の度合いを真空槽１１内の光に基づいて検出する検出部を備え、制御部２８が、検出部の検出結果に基づいて、工程の切り替えを行うようにしてもよい。例えば、制御部２８は、検出部の検出結果
に基づいて、凹部３５の底面３５ａから接着層３２が露出する前に、境界エッチング工程を開始する構成であってもよい。また、制御部２８は、検出部の検出結果に基づいて、凹部３５の底面３５ａの全てが境界３２ａを越えた後に、境界エッチング工程を終了する構成であってもよい。

・第１ガスに含まれる第１保護ガスは、少なくとも酸素ガスを含んでいればよい。つまり、第１ガスに含まれる第１保護ガスは、第１孔（凹部）の内面と反応する、あるいは他のガス種と反応することによって、第１シリコン基板１１０よりもエッチングされにくい被膜を該内面に形成することの可能なガスであればよく、その一例として、酸素ガス、あるいは酸素ガスと臭化水素ガスとの混合ガスを挙げることができる。ちなみに、第２ガスに含まれる第２保護ガスは、第１保護ガスとは互いに異なるガスであって、第２孔（凹部）の内面と反応する、あるいは他のガス種と反応することによって、接着層３２よりもエッチングされ難い被膜を該内面に形成することの可能なガスであればよく、その一例として、酸素ガス、あるいは酸素ガスと窒素ガスとの混合ガスを挙げることができる。

・上記各工程では、真空槽１１内の磁気中性線を用いてプラズマを形成するようにした。これに限らず、磁気中性線は、上記工程のいくつかで選択的に用いるようにしてもよい。またあるいは、磁気中性線を用いることなく、エッチングガスのプラズマを形成するようにしてもよい。

・上記プラズマエッチング装置は、磁場コイル２６及び電流供給部２７を有していない装置として具現化してもよい。この場合、上記プラズマ生成部は、高周波アンテナ２１、整合器２３、及びアンテナ用高周波電源２４によって構成される。

・凹部３５の底面３５ａの全てが境界３２ａを越える前に、境界エッチング工程を終了してもよい。また、凹部３５の底面３５ａの一部が接着層３２になった後に、境界エッチング工程を開始してもよい。要するに、境界３２ａにおいて境界エッチング工程が実施される方法及び構成であればよい。

上述した境界エッチング工程が行われない方法及び構成では、接着層エッチング工程が開始される前に、エッチングの対象となる第１シリコン層３１ａの全てをエッチングする必要がある。すなわち、接着層３２のエッチングが開始される前に、凹部３５の底面３５ａの全てを接着層３２にする必要がある。それゆえに、接着層３２にて電荷の蓄積や保護膜の形成不足が余儀なくされて、これらに起因したサイドエッチングが進行してしまう。

この点、凹部３５の底面３５ａの一部が接着層３２になった後に境界エッチング工程が開始される方法及び構成であれ、底面３５ａの全てが境界３２ａを越える前に境界エッチング工程が終了する方法及び構成であれ、境界３２ａにおいては境界エッチング工程が実施される。そして、上述した電荷の蓄積や保護膜の形成不足が少なからず軽減される以上、接着層３２でのサイドエッチングが抑えられるようになる。

・上記接着層の材料には、サイクロテン樹脂に限らず、シロキサン系等のＳｉ−Ｏを含む有機シリコン酸化物を採用することができる。

１１…真空槽、１２…石英窓、１３…基板ステージ、１４…コンデンサ、１５…バイアス用高周波電源、１６…排気ポンプ、１７…圧力計、２１…高周波アンテナ、２１ａ…上段アンテナ、２１ｂ…下段アンテナ、２１ｃ…入力部、２１ｄ…出力部、２２…入力側可
変コンデンサ、２３…整合器、２４…アンテナ用高周波電源、２５…出力側可変コンデンサ、２６…磁場コイル、２６ａ…上段コイル、２６ｂ…中段コイル、２６ｃ…下段コイル、２７…電流供給部、２７ａ…上段電流供給部、２７ｂ…中段電流供給部、２７ｃ…下段電流供給部、２８…制御部、２８ａ…入力インターフェース、２８ｂ…出力インターフェース、２８ｃ…記憶部、３０，５０，１００…積層体、３１，５１，１１０…第１シリコン基板、３１ａ，５１ａ，１１１…第１シリコン層、３１ｂ，５１ｂ，１１２…第１多層配線層、３１ｃ，５１ｃ，１１３…第１電極パッド、３２，５２，１２０…接着層、３２ａ，５２ａ，１２０ａ…境界、３３，５３，１３０…第２シリコン基板、３３ａ，５３ａ，１３１…第２シリコン層、３３ｂ，５３ｂ，１３２…第２多層配線層、３３ｃ，５３ｃ，１３３…第２電極パッド、３３ｄ，５３ｄ，１３２ａ…境界、３４，５４，１４０…ハードマスク、３５，５５，１５０…凹部、３５ａ，１５０ａ…底面、４０，１６０…エッチャント、５２ｅ，１２０ｅ…サイドエッチング。

Claims (6)

1. 有機シリコン酸化物からなる接着層が第１シリコン基板と第２シリコン基板とに挟まれたかたちの積層体を真空槽に搬入し、該積層体に対し、前記第１シリコン基板と前記接着層とを貫通して前記積層体の積層方向に延びる貫通孔を形成するプラズマエッチング方法であって、
   第１ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記積層方向に延びる第１孔を前記第１シリコン基板に形成する第１エッチング工程と、
   第２ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記第１孔から前記積層方向に延びる第２孔を前記接着層に形成する第２エッチング工程とを備え、
   前記第１ガスには、前記第１孔の内面を保護するための第１保護ガスが含まれ、
   前記第２ガスには、前記第２孔の内面を保護するための第２保護ガスが含まれ、
   前記第１エッチング工程と前記第２エッチング工程との間には、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成して、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界をエッチングする中間工程がさらに備えられ、
   前記第１シリコン基板に形成される前記第１孔の底面から前記接着層が露出する前に、
   前記中間工程を開始する
   ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
2. 前記第１孔の底面の全てが、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界を越えた後に、
   前記中間工程を終了する
   請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
3. 前記第１エッチング工程、前記第２エッチング工程、及び前記中間工程では、
   前記真空槽内に形成した磁気中性線を用いてプラズマを生成する
   請求項１又は２に記載のプラズマエッチング方法。
4. 前記第１シリコン基板は、前記接着層に接するシリコン層を備え、
   前記第１ガスは、第１保護ガスとして、酸素ガス及び臭化水素ガスを含み、
   前記第２ガスは、第２保護ガスとして、酸素ガス及び窒素ガスを含む
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラズマエッチング方法。
5. 有機シリコン酸化物からなる接着層が第１シリコン基板と第２シリコン基板とに挟まれたかたちの積層体を収容する真空槽と、
   前記真空槽に第１ガス及び第２ガスを供給するガス供給部と、
   前記真空槽に供給されたガスで前記真空槽内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
   前記ガス供給部、及び前記プラズマ生成部の動作を制御する制御部と、
   前記第１孔の底面における前記接着層の露出の度合いを前記真空槽内の光に基づいて検出する検出部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１ガスを用いたプラズマにより前記積層方向に延びる第１孔を前記第１シリコン基板に形成する第１エッチング工程と、前記第２ガスを用いたプラズマにより前記第１孔から前記積層方向に延びる第２孔を前記接着層に形成する第２エッチング工程とを順に実行し、
   前記第１孔の内面を保護するための第１保護ガスを前記第１ガスに含め、
   前記第２孔の内面を保護するための第２保護ガスを前記第２ガスに含め、
   前記第１エッチング工程と前記第２エッチング工程との間に、前記第１ガスと前記第２ガスとの混合ガスを用いたプラズマを前記真空槽内に生成させて、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界をエッチングする中間工程をさらに実行し、
   前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１シリコン基板に形成される前記第１孔の底面から前記接着層が露出する前に、前記中間工程を開始する
   プラズマエッチング装置。
6. 前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１孔の底面の全てが、前記第１シリコン基板と前記接着層との境界を越えた後に、前記中間工程を終了する
   請求項５に記載のプラズマエッチング装置。

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